浅析硫化钠生产工艺

硫化钠的工业生产方法主要有4种：煤粉还原芒硝法，气体还原法，硫酸钡副产硫化钠法。硫化氢法，根据生产原料限定条件，后 2种方法是不合适的。第2种方法因生产工艺复杂，生产成本高使用受到限制。煤粉还原芒硝法，工艺设备简单，易操作控制 ，对原辅材料要求较低，生产成本低，到目前仍为多数国家所采用，在国内，该法的产量约占总产量的95％以上。因此，工艺路线采用煤粉还原芒硝工艺硫化钠。
工艺流程：

（1）煅烧工序
煅烧工序工艺流程如图1所示

将含固定碳质量分数在68％以上的原料煤破碎至3mm以下，经计量，含硫酸钠质量分数85％的芒硝按照纯煤与纯硝质量比为19％-25％的比例配料，混合均匀，用自动上料机送人转炉内，燃料煤经球磨机磨细到80目左右。由提升机和气流输送装置送人转炉炉膛内燃烧加热，在30-40min内将炉内物料加热到900-950℃，此时，煤部分燃烧而硫酸钠部分熔融，继续提高温度到l050-l150℃。由于反应物中产生的气泡而体积增大，气泡逸出时物料强烈“沸腾”，约15min后，物料体积减小，凝固并粘于炉子内壁上，继续加热，物料变成糊状粗碱体(含Na2S质量分数65％-70％)即可卸出炉外，直接送到浸取工序。

（2）化碱工序
化碱工序流程如图2所示

本工序属物理过程，粗碱熔体(约700℃)由砸碱机砸成碎块，送人热溶槽中用较浓的热碱液进行浸取，然后用较稀的热碱液浸取，这样粗碱中有效成分几乎全部进入液相，用热水洗涤从提渣机排出泥渣，不溶泥渣 Na2S含量达到标准后排出系统外。热溶产生的含Na2S质量分数25％一28％的浓卤经自然沉降后，上层清液即为半成品进入蒸发系统。当生产黄碱时则必须先行精制。下层泥浆在沉降罐内排出后用热水洗涤，用真空抽滤将泥与洗涤液分离，液相返回系统，污泥排出系统外。经浸取及洗涤所产生的稀卤分别进入高低乏水罐，作为下一次化碱用。

（3）蒸发制片工序
蒸发制片工序流程如图3所示。碱液的浓缩发是在强制循环单效板式蒸发器中进行的。

来自半成品罐质量分数为25％-30％的Na2S料液经预热后用泵连续送入板式蒸发器内，碱液在板内流动，板内用0.6MPa饱和蒸汽加热，经加热后的碱液进入闪蒸器内闪蒸汽化，汽化气体经冷凝后回收再用，碱液用泵强制循环进入板式蒸发器中，最后使质量分数 5％的浓卤浓缩至62％-63％后，经成品罐送入制片机制片。上述过程可制得棕色片碱。生产黄色片碱时，来自半成品罐的含铁杂质的碱液进入带有加热管的除铁混合器内，同时加入适量的ZnO粉末作为吸附剂，进行加热搅拌，停留3min使温度升至82℃，混合器内溶液便生成一种透明琥珀色胶状混合物，此混合物经离心分离除去铁杂质，净化的碱液用泵送入蒸发系统浓缩得到的低铁成品液，由于蒸发采用了闪蒸工艺，其蒸发温度为 132-142℃，此时因Na2CO3在成品液中的溶解度下降，故结晶析出其中的一部分，然后再经离心分离除去Na2CO3晶体，最后可制得低铁、低碳高纯度硫化钠产品。